资源简介

(共39张PPT)
6.2 弹力 力的测量和表示
一、生活中的弹力：物体形变时的相互作用
跳水运动员踩在跳板上，跳板会向下弯曲，同时给运动员一个向上的力，使运动员腾空而起；用手压弹簧，弹簧会被压缩，当松开手时，弹簧会恢复原状并对手产生一个推力；射箭时，弓弦被拉弯，松手后弓弦恢复原状，给箭一个向前的力，使箭射出。这些现象中，物体发生形变时会对使它形变的物体产生力的作用，这种力就是弹力。本节课我们将学习弹力的概念、产生条件、特点，以及力的测量工具和规范表示方法。
二、弹力的概念：形变物体的恢复力
（一）弹力的定义
物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力。这里的弹性形变是指物体在受力发生形变后，撤去外力能够恢复原状的形变。例如，弹簧被拉长或压缩后，撤去外力能恢复原来的长度，这种形变就是弹性形变，弹簧在弹性形变过程中产生的力就是弹力。
（二）弹力的产生条件
弹力的产生需要两个条件：
物体发生弹性形变：这是弹力产生的根本原因，没有形变就不会产生弹力。如果物体发生的是塑性形变（即撤去外力后不能恢复原状的形变，如橡皮泥被捏扁后无法恢复原状），则不会产生弹力。
物体间相互接触：弹力是接触力，两个物体必须相互接触才能产生弹力。例如，放在桌面上的书本受到桌面的支持力，是因为书本压桌面使桌面发生微小弹性形变，同时桌面与书本相互接触。
（三）常见的弹力
生活中常见的弹力有很多，除了前面提到的跳板的弹力、弹簧的弹力、弓弦的弹力外，还有：
支持力：物体放在支撑面上时，支撑面发生弹性形变而对物体产生的向上的力，如桌面对书本的支持力、地面对人的支持力。
压力：物体对支撑面的力，是物体发生弹性形变而对支撑面产生的向下的力，如书对桌面的压力、人对地面的压力（支持力和压力是一对相互作用力）。
拉力：当物体被拉伸时，物体发生弹性形变而产生的拉力，如绳子对物体的拉力、橡皮筋被拉长时产生的拉力。
（四）弹力的特点
与形变方向相反：弹力的方向总是与物体发生弹性形变的方向相反。例如，弹簧被拉长时，形变方向是向外的，弹力方向是向内的，表现为拉力；弹簧被压缩时，形变方向是向内的，弹力方向是向外的，表现为推力。
在弹性限度内，弹力大小与形变程度有关：对于同一物体，在弹性限度内（即物体发生弹性形变的最大范围，超过这个范围物体将发生塑性形变），形变程度越大，产生的弹力越大；形变程度越小，产生的弹力越小。例如，用较小的力拉弹簧，弹簧伸长量小，弹力小；用较大的力拉弹簧（未超过弹性限度），弹簧伸长量大，弹力大。
三、力的测量：用弹簧测力计测量力的大小
要研究力的作用效果，需要准确测量力的大小，实验室中常用的测量力的工具是弹簧测力计。
（一）弹簧测力计的原理
弹簧测力计是根据 “在弹性限度内，弹簧的伸长量与受到的拉力成正比” 的原理制成的。即拉力越大，弹簧的伸长量越长；拉力越小，弹簧的伸长量越短。通过弹簧的伸长量可以间接测出拉力的大小，进而测量其他力的大小（如重力、摩擦力等）。
（二）弹簧测力计的构造
弹簧测力计主要由以下几部分组成：
弹簧：这是测力计的核心部件，受力后会发生弹性形变。
挂钩：用于挂被测物体，将物体的拉力传递给弹簧。
指针：固定在弹簧上，随着弹簧的形变而移动，指示力的大小。
刻度盘：标有刻度，用于读取力的大小，单位通常为牛顿（N）。
外壳：保护内部结构，固定刻度盘。
吊环：使用时用手握住或固定在其他物体上。
（三）弹簧测力计的使用方法
选量程：使用前应先观察弹簧测力计的量程（最大测量值）和分度值（每一小格代表的力的大小），选择合适量程的测力计，被测力的大小不能超过量程，否则会损坏测力计。例如，测量一个约 5N 的力，应选择量程为 0 - 10N 的测力计，而不能选择量程为 0 - 5N 的测力计。
校零：将弹簧测力计在测量力的方向上进行校零，即让指针指在刻度盘的零刻度线处。如果指针不在零刻度线处，应调节指针下方的调零螺母，使指针归零。
调方向：测量力时，要使弹簧测力计的轴线方向与力的方向一致，避免弹簧与外壳发生摩擦，影响测量 accuracy。例如，测量竖直方向的力时，测力计应竖直放置；测量水平方向的力时，测力计应水平放置。
读数：待指针稳定后再读数，读数时视线要与刻度盘内的刻度线相平，读取指针所指的刻度值。
（四）使用注意事项
禁止超过量程测量，以免弹簧被永久损坏，失去弹性。
避免猛拉猛拽弹簧，测量时力的作用应缓慢平稳。
测量完毕后，应将弹簧测力计的挂钩取下，避免弹簧长时间受力而发生塑性形变。
保持测力计清洁干燥，防止弹簧生锈。
四、力的表示：力的示意图与力的图示
在 6.1 节中我们初步学习了力的示意图，为了更精确地表示力，还可以采用力的图示法。这两种方法都能描述力的三要素，但精确程度不同。
（一）力的示意图
力的示意图是用带箭头的线段大致表示力的三要素，画法如下：
确定受力物体，用方框或点表示。
在受力物体上确定力的作用点。
沿力的方向画一条线段，线段的长短大致表示力的大小。
在线段的末端画一个箭头，表示力的方向。
在箭头旁标出力的符号和大小（如 F=3N）。
力的示意图简单直观，适用于不需要精确表示力的大小的场合。
（二）力的图示
力的图示是用带箭头的线段精确表示力的三要素，画法如下：
确定受力物体，用方框或点表示。
确定力的作用点，画在受力物体上。
选定标度：根据力的大小选择合适的标度，即规定某一长度的线段表示一定大小的力（如 1cm 表示 1N），标度的选择应使线段的长度为整数倍标度，方便画图和读数。
沿力的方向画线段：线段的长度根据力的大小和标度确定，必须是标度的整数倍，线段的起点或终点为力的作用点。
在线段的末端画箭头，表示力的方向。
在箭头旁标出力的符号和大小（如 F=5N）。
力的图示精确规范，适用于需要准确表示力的大小的场合，如物理实验报告、力学分析等。
（三）示例
用 6N 的力水平向右拉木块，力的图示画法：
用方框表示木块。
作用点画在木块重心。
选定标度：1cm 代表 2N。
沿水平向右方向画 3cm 长的线段（因为 6N÷2N/cm=3cm）。
在线段末端画箭头。
在箭头旁标上 “F=6N”。
五、实验：探究弹簧的弹力与形变的关系
（一）实验目的
探究在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系。
（二）实验器材
弹簧、弹簧测力计、刻度尺、钩码（若干）、铁架台。
（三）实验步骤
将弹簧的一端固定在铁架台上，另一端自然下垂，用刻度尺测量弹簧的原长\( L_0 \)，记录数据。
在弹簧的下端挂一个钩码，待弹簧静止后，用弹簧测力计测出钩码对弹簧的拉力\( F_1 \)（等于钩码的重力），用刻度尺测量此时弹簧的长度\( L_1 \)，计算弹簧的伸长量\( \Delta L_1 = L_1 - L_0 \)，记录数据。
依次增加钩码的个数，重复步骤 2，分别测出拉力\( F_2 F_3 F_4 \)以及对应的弹簧长度\( L_2 L_3 L_4 \)，计算出伸长量\( \Delta L_2 \Delta L_3 \Delta L_4 \)，记录数据（注意不要超过弹簧的弹性限度）。
整理实验数据，以弹簧的伸长量\( \Delta L \)为横坐标，以弹力\( F \)为纵坐标，在坐标纸上绘制\( F - \Delta L \)图像。
（四）实验数据记录
实验次数
弹簧原长\( L_0 \)（cm）
拉力\( F \)（N）
弹簧长度\( L \)（cm）
伸长量\( \Delta L \)（cm）
1
10.0
1.0
12.0
2.0
2
10.0
2.0
14.0
4.0
3
10.0
3.0
16.0
6.0
4
10.0
4.0
18.0
8.0
（五）实验结论
在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比，即\( F = k\Delta L \)，其中\( k \)为弹簧的劲度系数，反映了弹簧的弹性强弱，\( k \)值越大，弹簧越难被拉伸。
六、弹力在生活中的应用
（一）减震缓冲
汽车的减震器利用弹簧的弹力来缓冲车辆行驶时的颠簸，当汽车遇到路面不平的地方时，弹簧被压缩或拉伸，产生弹力，将冲击力分散和吸收，使车身保持平稳。同样，自行车的减震器、运动鞋的气垫也利用了弹力的减震作用。
（二）紧固与夹持
各种夹子（如文件夹、衣服夹）利用弹簧的弹力来夹持物体，当夹子被打开时，弹簧发生形变产生弹力，使夹子的两臂紧紧夹住物体。门窗的合页、弹簧门也利用弹力使门窗能够自动关闭并保持关闭状态。
（三）测量与控制
弹簧测力计利用弹力测量力的大小，除此之外，许多仪器设备也利用弹力进行控制，如安全阀，当容器内的压力超过规定值时，弹簧被压缩，阀门打开释放压力，当压力恢复正常时，弹簧的弹力使阀门关闭。
（四）运动与娱乐
蹦床利用弹簧的弹力使运动员能够高高跃起，做出各种优美的动作；弹弓利用橡皮筋的弹力将石子射出；弓箭利用弓弦的弹力将箭射向目标，这些都离不开弹力的作用。
七、课堂小结
弹力的概念：物体由于发生弹性形变而产生的力，产生条件是物体发生弹性形变且相互接触。
弹力的特点：方向与形变方向相反，在弹性限度内，弹力大小与形变程度成正比。
力的测量：常用工具是弹簧测力计，原理是在弹性限度内弹簧的伸长量与拉力成正比，使用时要注意选量程、校零、调方向和正确读数。
力的表示：包括力的示意图（大致表示）和力的图示（精确表示），都需描述力的三要素。
八、课堂练习
下列关于弹力的说法，正确的是（ ）
A. 物体发生塑性形变时也会产生弹力 B. 弹力的方向总是与物体运动方向相同
C. 弹簧的弹力大小只与弹簧的伸长量有关 D. 两个物体不接触就一定不会产生弹力
弹簧测力计的量程为 0 - 5N，分度值为 0.2N，当测量一个力时，指针指在 3N 刻度线处，则该力的大小为______N。如果用这个弹簧测力计测量一个 6N 的力，会导致______。
画出用 5N 的力沿斜面向下拉木块的力的图示（标度：1cm 代表 1N）。
为什么在使用弹簧测力计前要进行校零？如果指针没有校零，指针在零刻度线上方，测量结果会偏大还是偏小？
九、课后作业
完成课本上的相关练习题。
用弹簧测力计测量生活中不同物体的力，如提起书包的力、拉开抽屉的力等，记录测量结果并分析。
观察生活中利用弹力工作的三种物品，分析它们是如何利用弹力的，并写出简短的说明。
2024沪粤版物理八年级下册
6.2 弹力 力的测量和表示
第六章 力和机械
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
1.知道如何测量力的大小；（重点）
2.认识弹簧测力计；（重点）
3.知道怎样用图表示力。（重点）
学习目标
导入新课
思考：怎样测量力的大小、表示力？
欣赏下面的图片，结合所提问题给出你的理解。
测量握力的握力计
测量重力、拉力的器材
测量体重的器材
导入新课
哪个同学对拉力器的拉力大？你是怎样判断拉力大小的？
活动：选出两名同学来拉拉力器，看看最多能拉多长。
观察与思考
一、弹力
用力分别压弹簧、挤压气球、捏橡皮泥、挤压鸡蛋；
松手后，物体的形变有什么不同吗？
恢复到原来形状
没有恢复到原来形状
一、弹力
受力时发生形变，不受力时，又恢复到原来的形状，物体的
这种性质叫做弹性。
这种形变称弹性形变
发生形变后不能自动恢复到原来的形状，物体的这种性质叫做塑性。
这种形变称塑性形变
一、弹力
弹紧的弓
蹦极运动中的弹力绳
判断下列物体的弹性和塑性
折成爱心形状的纸
一、弹力
撑竿跳的竿子是用玻璃钢做的，玻璃钢有什么性质？
如果用橡皮泥做的竿子会怎么样？
回忆压弹簧、拉橡皮筋时手的感受。
物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力。
一、弹力
下图中哪些物体间的作用力属于弹力？
可见：拉力、压力、支持力都属于弹力。
一、弹力
想一想：如图跳水运动员向上跳，为什么要向下压跳板
跳水运动员向下压跳板时，跳板受压后变弯，发生形变，发生形变的跳板对运动员有向上的推力，使运动员跳得更高。
一、弹力
弹力的方向与使物体发生形变的外力方向相反，并作用在同一直线上。
拓展：微小形变
桌面发生了微小的弹性形变，产生弹力
一、弹力
1.定义：物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力。
2.产生条件: ① 物体间有直接接触。
② 接触处有相互挤压或拉伸。
3.方向：与使物体发生形变的外力方向相反，并作用
在同一直线上。
小结
一、弹力
探究弹簧测力计的原理
人们常用弹簧测力计来测量力的大小。
二、测量力的大小
实验表明，在一定的范围内，弹簧受到的拉力越大，就被拉得越长。
1.观察弹簧测力计的构造
(1)弹簧测力计由拉环、弹簧、指针、刻度盘、挂钩组成。刻度板上的字母“N”是国际单位制中力的单位。
弹簧
刻度盘
指针
挂钩
拉环
(2)这个弹簧测力计的量程是______，
分度值是________。
5N
0.2N
二、测量力的大小
2.阅读“弹簧测力计的使用说明”
（1）测量前要使指针对准零刻度线，若有偏差可通过调零拉扣进行校正，这一步骤叫做调零。
（2）测量时，先要明确弹簧测力计的量程和分度值。被测力的大小应该在量程之内。
（3）测量时，弹簧测力计的弹簧伸长方向要跟所测力的方向在同一条直线上。
二、测量力的大小
弹簧测力计的使用
用手慢慢拉动已校零的弹簧测力计的挂钩，感受当弹簧测力计示数分别指向1N、2N、3N时力的大小。
二、测量力的大小
3.感受力的大小
想要全面地准确地说明一个力，应该从那几个方面描述？
大小、方向、作用点
小明说：“我正在钩子上使用5N的力向下方拉钩子。”这样给别人描述不仅耽误时间而且容易出错，怎么让别人一目了然呢？
三、力的示意图
线段的起点表示力的作用点
沿力的方向画一条线段，用箭头表示力的方向，长短表示大小
标出力的符号(大小和单位)
F＝5N
三、力的示意图
【例题】用80N的力水平向右推箱子，用力的示意图将这个力表示出来。
1.确定受力物体(作用点在受力物体上)
2.沿力的方向画一条线段
3.用箭头表示力的方向
4.标上力的符号、大小和单位
F=80N
三、力的示意图
【课本例题】画出下图中力的示意图。
F=100N
F=300N
三、力的示意图
木块上A点受到一个大小为20N、方向与水平面成θ=30°角的向右上方的推力
F=10N
θ=30°
用100N的力水平向右推小车，小车受到的推力
用300N的力沿着斜向上的方向拉小车，小车受到的拉力
弹性形变与弹力
1.下列各种现象中，发生了弹性形变的是( )
A
A.跳水跳板被运动员压弯
B.饼干一捏变成碎片
C.粉笔掉到地上断成两截
D.手指按压橡皮泥，留下漂亮的指印
2. 如图所示，一根弹簧的一端固定在竖直墙上，
在弹性限度内用手水平向右拉弹簧的另一端，则弹簧对手的
弹力的方向是__________，手受到弹簧弹力的原因是______
___________。
水平向左
弹簧要恢复原状
弹簧测力计的使用及原理
3.完成下列填空。
【观察结构】
(1)弹簧测力计的结构包括刻度板、指针、弹簧、挂钩等。
(2)如图1所示的弹簧测力计的量程是________；它的分度值
是______。
【使用】
(3)使用前要检查指针是否对准__________处，若有偏
差，则应______。
零刻度线
调零
(4)测量时，弹簧测力计的弹簧伸长方向应与所测力的方向在
______直线上。以下使用方法中错误的是____。
同一
③
【读数】
(5)图1中弹簧测力计的示数是______。
4.人的一根头发能承受的力与年龄有关，其范围一般在
。为了测量小华的一根头发能承受多大的力，应
选用的弹簧测力计是( )
B
A.量程为，分度值为 的测力计
B.量程为，分度值为 的测力计
C.量程为，分度值为 的测力计
D.以上三种都可以
力的示意图
5.某同学在记录老师总结的“画力的示意图的步骤”时，记录
了如下步骤：
①确定力的作用点和方向；
②在箭头的末端标出力的名称(和大小)；
③确定受力物体；
④从力的作用点沿力的方向画力的作用线；
⑤用箭头表示力的方向。
你认为正确的顺序应该是( )
A.①④③⑤② B.③①④⑤②
C.④①③⑤② D.⑤④③②①
B
6.如图为同学玩溜溜球时的场景，请画出此时绳子对手的拉
力的示意图。
(第6题)
解：如图所示。
(第6题)
作力的示意图：①标出力的作用点；②箭头末端
标出力的符号。(已知力大小的要标出力的大小；若在同一
个图中有几个力，则力越大，线段应越长)
7.[2024·福建中考改编] 在图中，画出静止在水平冰面上的冰
壶对冰面压力的示意图。
(第7题)
解：如图所示。
(第7题)
2星题 情景应用
8.[2024·合肥模拟改编] 书放在水平桌面上，书会受到弹力的
作用，该弹力是由于______(填“书”“桌面”或“书和桌面”)发
生______形变而产生的。
桌面
弹性
9.如图所示是一种常见的订书机，固
定在钉槽内右部的弹簧给订书钉一个
向____(填“左”或“右”)的弹力。
左
10.[2024·蚌埠月考改编] 同学们用同一弹簧拉
力器锻炼身体，两臂水平伸直时如图，用力最
大的是( )
B
A.力气最大的同学 B.手臂最长的同学
C.身高最高的同学 D.体重最大的同学
11.[2024·马鞍山期中] 如图所示，拉力、 分别作用在弹
簧测力计的挂钩和提环上，此时弹簧测力计保持静止，则它
的示数应该是( )
C
A. B. C. D.
弹簧测力计的示数等于挂钩受到的力。
力的表示
弹力
力的测量和表示
力的测量
弹簧测力计
1.线段的长短表示力的大小
2.箭头的指向表示力的方向
3.线段的起点或终点表示力的作用点
弹力
使用方法
原理
构造
弹性和塑性
弹力的定义
产生条件，方向
谢谢观看！

展开更多......

收起↑